linux中消息队列kfifo和信号量sem_t的用法

使用kfifo和sem_t配合来实现消息队列：由sem来管理目前可以发送和接收的总的消息数，由kfifo来存储消息。具体实现起来就是定义信号量sem_t_send和sem_t_recv，sem_t_send设为max_num，sem_t_recv设为0。

消息发送前先判断sem_t_send是否为0，不为0就把sem_t_send减1，,然后将消息加入kfifo队列，同时将sem_t_recv加1代表队列有1条可接收的消息。

消息接收前先判断sem_t_recv是否为0，如果不为0，则sem_t_recv减1，然后将消息从kfifo队列中取出来，同时将sem_t_send加1代表发送队列又多了一条可以发送的消息。

这里涉及了典型的设计模式：生产者消费者模式，代码结构见下文

首先我们可以定义队列结构体用来管理消息队列：

typedef struct _ST_SCLR_OS_QUEU
{
    struct kfifo stFifo;//存储消息
    struct semaphore stSemSend;//管理send消息
    struct semaphore stSemRecv;//管理recv消息
    spinlock_t stSpinLock;//消息自旋锁
    u16 u16MsgSize;
    u16 u16MaxNum;
    bool b8Valid;
} ST_SCLR_OS_QUEUE;

//创建队列

void *OS_SHL_QueueCreate( u16 u16MsgSize, u16 u16MaxNum, const c8 *pc8Name )
{
    ST_SCLR_OS_QUEUE *pstQ;
    //1 创建pstQ
    pstQ = (ST_SCLR_OS_QUEUE*)vk_kmalloc(sizeof(ST_SCLR_OS_QUEUE),GFP_KERNEL);
    //2 初始化fifo
    iret = kfifo_alloc(&( pstQ->stFifo ), u16MsgSize*u16MaxNum, GFP_KERNEL);
    //3 初始化sem和lock
    //semSend设置MaxNum即目前可发送的消息总数为MaxNum
    vk_sema_init( &( pstQ->stSemSend ), ( int )u16MaxNum );
    //semRecv设置为0即目前可接受的消息总数为0
    vk_sema_init( &( pstQ->stSemRecv ), 0 );
    vk_spin_lock_init( &( pstQ->stSpinLock ) );
}

//发送消息

bool OS_SHL_QueueSend(void *pQueue, void *pMsg, u16 u16MsgSize, u32 u32TimeoutInMS )
{
    pstQ = ( ST_SCLR_OS_QUEUE * )pQueue
    //1 获取semSend看看是否可以发送消息
    if ( u32TimeoutInMS == 0 )//立即获取,没有就返回失败
    {
        iret = vk_down_trylock( &( pstQ->stSemSend ) );
    }
    else if ( u32TimeoutInMS != OS_SHL_SEMAPHORE_TIMEOUT_NEVER )//等待几秒
    {
        iret = vk_down_timeout( &(pstQ->stSemSend), vk_msecs_to_jiffies(u32TimeoutInMS) );
    }
    else//阻塞线程直到获取到
    {
        iret = vk_down_interruptible( &(pstQ->stSemSend) );
    }
    //2 将消息放进队列
    iret = kfifo_in( &(pstQ->stFifo), pMsg, u16MsgSize, &(pstQ->stSpinLock) );
    //3 给semRecv加1 代表队列现在可以接受的消息数多了一个
    vk_up( &(pstQ->stSemRecv) );
}

//接收消息

bool OS_SHL_QueueRecv (void *pQueue, void *pMsg, u16 u16MsgSize, u32 u32TimeoutInMS )
{
    pstQ = ( ST_SCLR_OS_QUEUE * )pQueue
    //1 获取semRecv看看是否可以接收消息
    if ( u32TimeoutInMS == 0 )//立即获取,没有就返回失败
    {
        iret = vk_down_trylock( &(pstQ->stSemRecv) );
    }
    else if ( u32TimeoutInMS != OS_SHL_SEMAPHORE_TIMEOUT_NEVER ) //等待几秒
    {
        iret=vk_down_timeout( &(pstQ->stSemRecv),vk_msecs_to_jiffies(u32TimeoutInMS) );
    }
    else//阻塞线程直到获取到
    {
        iret = vk_down_interruptible( &(pstQ->stSemRecv) );
    }
    //2 将消息取出消息队列
    iret = kfifo_out ( &(pstQ->stFifo), pMsg, u16MsgSize, &(pstQ->stSpinLock) );
    //3 给semSent加1 代表队列现在可以发送给的消息数多了一个
    vk_up( &(pstQ->stSemSend) );
}